低溫纖維素降解菌的篩選及其混合發(fā)酵效果研究.pdf

1、隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，人口的急劇增加，環(huán)境污染與資源缺乏問題日益突出，已成為人類面臨的兩大主要難題。在農(nóng)業(yè)帶來的環(huán)境污染問題中，農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便對環(huán)境造成的污染尤為突出。堆肥法作為處理固體有機廢棄物，使之無害化、資源化的一種有效手段，長久以來在國內(nèi)外廣泛地被研究和應(yīng)用。研究表明，這些有機廢棄物的主要有機成分是纖維素，所以，在堆肥腐熟過程中，纖維素的降解是堆肥發(fā)酵腐熟的關(guān)鍵。篩選高效的纖維素降解菌，并添加到堆肥中，能夠有效地達到提高堆

2、肥效率、腐殖化程度和質(zhì)量的目的。
　　 由于我國北方地區(qū)秋冬季氣溫低，周期長，纖維素作為一種廣泛存在的可再利用的資源，因為降解緩慢而沒有被充分利用。篩選高效的低溫纖維素降解菌，從根本上提高低溫條件下纖維索的降解速度，為復(fù)合菌劑的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
　　 實驗以低溫作為篩選條件，農(nóng)村的自然堆肥作為菌源，纖維素作為唯一碳源，經(jīng)馴化、分離和純化，獲得純菌株82株。通過剛果紅染色初步篩選出纖維素降解菌24株。利用溫度復(fù)篩，最終在最低

3、溫5℃篩選出低溫纖維素降解菌12株。其中包括細菌3株，命名為X11、X36和X42;真菌5株，命名為Z2、Z3、Z21、Z25和Z27;放線菌4株，命名為F5、F14、F22和F74。
　　 利用酶活性的研究，最終確定高效降解菌4株，分別為X11、Z3、Z25和F74，其3種酶活的最大值均明顯高于其他同類型株菌，且在整個測量時間段內(nèi)一直處于領(lǐng)先地位。其中，X11的濾紙酶活力為0.235 IU/g，CMC酶活力為0.541 IU/

4、g，微晶纖維素酶活力為0.273 IU/g;Z3的濾紙酶活力為0.269 IU/g，CMC酶活力為0.564 IU/g，微晶纖維素酶活力為0.271 IU/g;Z25的濾紙酶活力為0.232 IU/g，CMC酶活力為0.532 IU/g，微晶纖維素酶活力為0.261 IU/g;F74的濾紙酶活力為0.321 IU/g，CMC酶活力為0.747 IU/g，微晶纖維素酶活力為0.262 IU/g。通過菌種鑒定，最終確定細菌X11屬于假單胞菌

5、屬(Pseudomonas sp.)，真菌Z3和Z25屬于枝孢霉菌屬（Cladosporium sp.），放線菌F74屬于鏈霉菌屬（Streptomyces sp.）。
　　 利用微生物間存在協(xié)同作用，進行拮抗試驗，發(fā)現(xiàn)菌Z3與F74之間存在拮抗反應(yīng)，其他菌株之間沒有，可以進行混合試驗。將不存在拮抗反應(yīng)的單菌株進行混合，對混合菌的生長情況和酶活性進行研究，發(fā)現(xiàn)混合菌X11F74在第5天達到生長的高峰期，其濾紙酶活力為0.327

6、IU/g，CMC酶活力為1.312 IU/g，微晶纖維素酶活力為0.289 IU/g，明顯優(yōu)于其他組合，確定為優(yōu)勢菌群。且混合菌X11F74的酶活性明顯高于其組成成分中的任意單菌，說明菌X11和F74存在協(xié)同作用。混合菌對纖維素的降解較單一菌優(yōu)勢明顯。
　　 通過單因子變量試驗，根據(jù)混合菌CMC酶活力的變化情況，確定混合菌產(chǎn)酶的最佳條件為培養(yǎng)時間為5天，培養(yǎng)基的初始pH值為6，培養(yǎng)溫度20℃，接菌量為5％。在最優(yōu)條件下混合菌的降